路线走廊带投影变形的控制方法研究

摘要

基于大尺度长距离带状工程投影变形的成因分析，系统地研究和总结了控制投影变形的调整坐标系法，并提出了一种新的削弱线路勘测放线中投影变形的允差分析法。调整坐标系法是修正中央子午线位置，确定抵偿面高程，通过调整坐标系来完成。允差分析法是在国家坐标系上，由施工者调整放线距离来实现。　　首先，分析了高斯窄带投影造成变形的机理和对工程建设的影响，通过分析正形投影长度综合变形公式进行程序设计，以自动或人机交互的方式优化解算自适应于项目变形限差要求的经度差（Dj）和抵偿面高程（H0），实现了建立一个或多个与国家大地坐标系相联系，又相对独立的、具有抵偿面的任意带高斯投影直角坐标系（抵偿坐标系）。　　在建立了工程抵偿坐标系之后，根据勘测者提供的控制点在各种坐标系下的坐标成果表，将首级控制分为三部分，各部分抽一点，组成一组，各组求算坐标换算公式的系数。并以此为据，检算转换的中误差，比选中误差最小者输出最优系数和控制桩。以此原理进行程序设计建立不同坐标系统之间的转换关系。　　其次，介绍了与处理投影变形相结合的若干配套工作，包括⑴将初步设计的直曲表中交点坐标转换至抵偿坐标系下，交点连线、恢复曲线，进行S型曲线调整，形成平面线位图。重新进行桩号初始化、曲线主点标注，生成抵偿直曲表、逐桩坐标表，供施工图设计放线之用。⑵在抵偿坐标系下完成施工图设计后，将用地界坐标转换至国家大地坐标系，提供给国土资源管理部门便于管理、统计。⑶按照地形图与线位图坐标系一致性原则，对地形图平移检算；⑷将地形图做平移并与线位图合并，形成完整施工图。　　最后基于上述调整坐标系法极其繁琐的操作流程，本文另辟蹊径，从线路工程实地放线中投影变形计算公式的两个分项含义出发，通过误差分析分别控制两分项的变形限差，创造性地提出了放线距离调整的“允差分析法”及其调距公式△d=H/6.37-C（以mm/km计）。即根据道路里程范围内各变形检查点因高斯投影产生的变形值，分析出满足限差要求的常数C，在全里程范围内采用；再读取每公里+500处的设计高H，计算因高程归化而产生的变形；并在此基础上提出了控制桩加密的距离调整方法。允差分析法提供了一种理论严密易懂、计算简易快捷，小于规范限差、工作量最小的削弱线路工程实地放线投影变形的新途径。

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符号说明

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2研究内容和技术路线

第二章 投影变形成因分析

2.1水平距离投影变形计算公式推导

2.2 投影变形误差是系统误差

2.3本章小结

第三章 调整坐标系法

3.1调整坐标系法

3.2调整坐标系法程序设计

3.3 调整坐标系法个案分析

3.4 本章小结

第四章 坐标系转换

4.1坐标转换模型参数求解

4.2坐标转换程序设计

4.3 坐标系转换个案

4.4与坐标系转换相应的工序

4.5 本章小结

第五章 允差分析法

5.1允差分析法

5.2控制桩加密

5.3规范有关变形限差的改进建议

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要研究与结论

6.2 研究和应用展望

参考文献

致谢